CN102317534B - 清洗设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于清洗污染的基质的设备和方法，所述设备包括外壳，所述外壳包含了同心地设置在以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒内的以可旋转的方式安装的圆筒形笼，滚筒的直径大于笼的直径，其中所述笼和所述滚筒同心地设置在具有比所述以可旋转的方式安装的滚筒大的直径的静止圆筒形滚筒内，其中所述外壳包括进入装置，从而允许进入所述圆筒形笼的内部，且其中所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼和所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒适于独立旋转。方法涉及以包括固体微粒清洗材料的配制剂处理润湿的基质来清洗污染的基质，所述配制剂无有机溶剂，且所述方法使用本发明的设备执行，且所述设备和方法特别地应用于清洗纺织织物。

Description

清洗设备

技术领域

本发明涉及使用无溶剂清洗系统的基质清洗，所述基质清洗仅使用有限量的水。更特别地，本发明涉及通过这样的系统对纺织织物的清洗，且本发明提供了适于此用途的设备。

背景技术

干洗是纺织工业中重要的过程，特别地用于去除通过传统的水洗方法难于去除的疏水性污迹。然而，大多数商用干洗系统目前使用毒性的且对于环境潜在有害的卤烃溶剂，例如全氯乙烯。这些溶剂的使用和这些溶剂的存储、处理和/或处置的需要造成了工业中的主要的排污问题，且这不可避免地增加了成本。

更近来，已报道了使用二氧化碳作为这样的系统的替代。因此，已建议了使用液体二氧化碳与含有亲CO₂功能部分的表面活性剂的组合的系统，同时已公开了使用更常规的表面活化剂与超临界二氧化碳的组合。然而，二氧化碳的主要问题在于其相对于其它溶剂的低的溶解力。此外，过程的一些依赖于高压系统的使用，且这是明显的缺点，因为这具有固有的安全风险，因此降低了该过程吸引力。

更广泛的使用的是水洗过程，所述水洗过程不受到与潜在地毒性的溶剂或高压二氧化碳系统的使用相关的缺点的影响，但仍造成了非常显著的环境困难，这主要在于生成了大量的水排放。其结果是使用这些水洗过程需要建立复杂的水处理系统。

考虑到与传统的水洗过程和干洗过程相关的缺点，本发明人预先设计了对此问题的新的解决方法，所述解决方法使得克服了现有技术中存在的缺陷，且提供了用于清洗基质的过程，特别地用于清洗纺织纤维。所提供的方法一方面消除了使用潜在有害的溶剂、或液态或超临界状态的二氧化碳的要求，或另一方面消除了大量亲水流体的要求，但仍可提供清洗和污迹去除的有效方式，同时也产生经济和环境效益。该过程使用了清洗配制剂，所述配制剂基本上无有机溶剂且仅要求使用有限量的水。

因此，在WO-A-2007/128962中公开了用于清洗污染的基质的方法和配制剂，所述方法包括使用包括多种聚合物粒子的配制剂润湿基质的处理，其中配制剂无有机溶剂。优选地，基质被润湿以实现1∶0.1至1∶5重量比的基质与水的比例，且可选地，配制剂另外包括至少一个清洗材料，所述清洗材料典型地包括表面活化剂，所述表面活化剂最优选地具有洗涤剂特性。在优选的实施例中，基质包括纺织纤维且聚合物粒子例如可以包括尼龙的粒子，特别地优选地具有尼龙碎屑的形式。

然而，此清洗方法的使用要求在清洗操作结束时从已清洗的基质有效地分离清洗碎屑，这正是本发明解决的问题。本发明人已考虑到提供便于使用WO-A-2007/128962的方法来有效清洗污染的基质的设备，而该设备另外允许在清洗过程结束时将基质从清洗介质有效地分离。现在，这已通过本发明的设备实现，本发明提供了要求使用可独立旋转的两个内滚筒的新颖的设计，且本发明能够应用于工业和家用清洗过程中。

发明内容

因此，根据本发明的第一方面，提供了用于清洗污染的基质的设备，所述设备包括外壳，所述外壳包含了以可旋转的方式安装的圆筒形笼和同心设置的以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒，所述滚筒的直径大于所述笼，其中所述笼和所述滚筒同心地设置在具有比所述以可旋转的方式安装的滚筒大的直径的静止的圆筒形滚筒内，其中所述外壳包括进入装置从而允许进入所述圆筒形笼的内部，且其中所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼和所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒适于独立旋转。

所述进入装置典型地包括安装在外壳内的铰接门，所述门可被打开以允许进入圆筒形笼的内侧，且所述门可被关闭以提供大致密封的系统。优选地，所述门包括窗。

所述静止的圆筒形滚筒、以可旋转的方式安装的圆筒形笼和以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒可竖直地安装在所述外壳内，但最优选地水平地安装在所述外壳内。因此，在本发明的优选实施例中，所述进入装置位于设备的前部从而提供了前方装入装置。当静止的圆筒形滚筒、以可旋转的方式安装的圆筒形笼和以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒竖直地安装在外壳内时，进入装置位于设备的顶部，从而提供了顶部装入的装置。然而，为进一步描述本发明的目的，将假定所述静止的圆筒形滚筒、以可旋转的方式安装的圆筒形笼和以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒水平地安装在所述外壳内。

所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼和所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒适于独立旋转，使得所述笼和所述滚筒可同时在相同或相反的方向上旋转。替代地，所述笼或所述滚筒中的一个可旋转而另一个静止。

所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼和所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒的旋转通过使用驱动装置实现，所述驱动装置典型地包括具有电动马达形式的适于驱动所述笼和所述滚筒在相同或相反的方向上独立地或同时地旋转的电驱动装置。所述驱动装置的操作通过控制装置实现，所述控制装置可通过操作者编程。

所述静止的圆筒形滚筒具有与在常规商用和家用洗衣机中使用的滚筒相同的特征，且适于提供与所述机器相同的功能。因此，所述静止的滚筒与设备的标准铅垂特征关联且可另外包括用于使空气在所述设备内循环的装置和用于调整设备内的温度和湿度的装置。所述装置例如可典型地包括再循环风扇、空气加热器、水喷雾器和/或蒸汽发生器。另外，还提供感测装置，该感测装置用于确定设备内的温度和湿度且用于将此信息传送到控制装置。

所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼包括在其圆筒形侧壁内的多个穿孔，因此允许流体、精细微粒材料以及离散微粒材料的流入和流出。所述穿孔典型地具有5mm至10mm的直径，优选地具有6mm至9mm的直径，最优选地具有7mm至8mm的直径。

以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒的圆筒形侧壁也被穿孔以允许流体和精细微粒材料的流入和流出，但适用以防止离散微粒材料的流入或流出。因此，穿孔典型地具有小于5mm的直径，最优选地具有小于2.5mm的直径。

所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼的尺寸为大多数商业上可获得的洗衣机和滚筒式干衣机中的尺寸，且典型地具有在50升至500升的范围内的容积。一般而言，所述笼包括直径在40cm至100cm的范围内的圆筒，优选地在50cm至90cm范围内的圆筒体，最优选地在60cm至80cm范围内的圆筒体，且长度在30cm至100cm之间，优选地在40至90cm之间，且最优选地在50至80cm之间。

所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒同心地设置在所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼的外侧，且作为结果具有比所述笼更大的横截面尺寸。因此，典型地，所述滚筒包括直径在50cm至120cm的范围内的圆筒，优选地在60至100cm范围内的圆筒体，最优选地在70至90cm范围内的圆筒体，且长度在30cm至100cm之间，优选地在40至90cm之间，且最优选地在50至80cm之间。

所述静止的圆筒形滚筒同心地设置在所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒的外侧，且因此比所述以可旋转的方式安装的滚筒具有更大的横截面尺寸、和总体上略微更大的长度。因此，典型地所述滚筒包括直径在55cm至140cm范围内的圆筒体，优选地在65cm至105cm范围内的圆筒体，最优选地在75cm至95cm范围内的圆筒体，且长度在31cm至105cm之间，优选地在41cm至95cm之间，且最优选地在51cm至85cm之间。

所述设备设计为与污染的基质和包括固体微粒材料的清洗介质结合操作，所述固体微粒材料最优选地具有多种聚合物粒子的形式。理想地，这些聚合物粒子应有效地循环以促进有效的清洗，且所述设备因此优选地包括循环装置。因此，所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒的圆筒形侧壁的内表面优选地包括间隔开的多个循环桨，所述循环桨典型地具有以基本上垂直的方式固定于内表面的椭圆形突出的形式。所述片适于促进所述固体微粒材料的有效循环。典型地，所述设备包括3至12个循环桨。

优选地，所述设备另外包括位于所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼和所述以可旋转的方式安装的圆柱形滚筒之间的分离装置。在本发明的一个优选实施例中，所述分离装置包括多个储存器挡板，所述储存器挡板固定地安装在所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼和所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒之间，且适于便于所述固体微粒材料在所述笼和所述滚筒之间的受控的流动。最优选地，所述设备包括两个同心地安装在所述笼和所述滚筒之间的且与所述笼基本上等长度地布置在所述笼的两个相反侧处的间隔开的月牙形储存器挡板，以在两个位置处提供空间，通过所述空间可进行材料从所述笼到所述滚筒的流入和流出。

在本发明的优选实施例中，也提供了抽吸装置，以便在清洗操作结束时有效地去除残余固体微粒材料。优选地，所述抽吸装置包括抽吸室。优选地，所述抽吸室位于所述设备的在所述静止的圆筒形滚筒、所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼和所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒下方的基部中，所述罐中室也适于在清洗操作完成时操作。

优选地，所述抽吸装置包括可延伸出设备主体之外的室，使得所述抽吸装置可位于已清洗的基质从本发明的设备中被取出所通过的进入装置的下方，作为重力和所施加的抽吸的组合效果，残余固体微粒材料可收集在抽吸装置内。典型地，抽吸通过真空泵施加且当所述抽吸室延伸出设备的主体外时被激活。

可选地，所述抽吸装置也可包括典型地具有抽吸枪形式的局部抽吸装置，所述抽吸装置可被引导到已清洗的基质的局部部分以去除剩余的残余固体微粒清洗材料。优选地，所述抽吸枪包括头部件，所述头部件包括接附到柔性管的孔，通过所述孔可施加抽吸。

本发明的优选实施例另外包括再循环装置，因此便于使所述固体微粒材料从所述抽吸装置到所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒再循环，以再用于清洗操作。优选地，所述再循环装置包括将所述抽吸装置和所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒连接的管道。更优选地，所述管道包括用于将所述固体微粒材料与在清洗过程期间从污染的基质去除的碎片分离的分离装置，且包括净化装置，所述净化装置适于从空气流动中去除所述碎片且允许将过滤的空气流排放到大气。典型地，所述分离装置包括漩流器，且所述净化装置包括过滤器。

在操作中，在典型的周期期间，所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼和所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒适于在清洗过程期间在相同的方向上独立旋转。因此，通过所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼的底部内的穿孔且在所述储存器挡板之间落入到以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒内的固体微粒材料被所述循环挡板载运到所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼的上侧，其中所述固体微粒材料通过重力在所述储存器挡板和所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼内的穿孔之间落回到所述笼内，因此继续清洗操作。

在洗涤周期完成时，所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼的旋转持续，而所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼的旋转停止，因此允许所述固体微粒物质通过所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼的底部内的穿孔和通过所述储存器挡板之间落入到所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒内，并被收集在所述滚筒中。在实践中，发现如果允许以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒维持静止，则固体微粒材料在以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒的底部内的蓄积量过大。因此，必须提供用于从此位置去除所述材料的装置。可选地，此装置可具有相关的储存器的形式，其中材料可临时被传输。但是，优选地，通过频繁地改变滚筒的旋转方向、或通过滚筒在与笼相反的方向上的增量移动来去除材料，由此固体微粒材料被保持在相继的储存器挡板对之间直至已经完成从笼去除材料。

由此，根据本发明的第二方面，提供了用于清洗污染基质的方法，所述方法包括以包括固体微粒清洗材料的配制剂处理润湿的基质，所述配制剂无有机溶剂，其中所述方法在根据本发明的第一方面的设备内执行。

优选地，所述方法包括如下步骤：

(a)将至少一个污染的基质通过进入装置装载到根据本发明的第一方面的设备内，所述设备包含位于以可旋转的方式安装的圆筒形笼和以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒中至少一个内的固体微粒清洗材料；

(b)关闭进入装置，以提供大致密封的系统；

(c)使所述设备操作第一周期，其中使以可旋转的方式安装的圆筒形笼和以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒两者在相同的方向上旋转，其中所述第一周期包括洗涤周期；

(d)使所述设备操作第二周期，其中所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼持续在相同的方向上旋转，但(i)使所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒最初停止旋转且(ii)然后所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒进行在与笼相反的方向上的渐增移动，以此使固体微粒清洗材料被保持在相继的储存器挡板对之间，直至已经完成从笼去除材料，其中所述第二周期包括用于从所述至少一个基质去除所述固体微粒清洗材料的周期；

(e)从设备取出已清洗的至少一个基质；和

(f)去除任何剩余的固体微粒清洗材料。

优选地，所述剩余固体微粒材料通过使至少一个基质在优选地包括抽吸室的抽吸装置附近摇动而被去除，所述剩余固体微粒材料被收集在抽吸装置中。更特别地，去除任何剩余固体微粒清洗材料的所述步骤还包括将局部抽吸装置施加到已清洗的基质的局部部分的步骤，所述局部抽吸装置优选地包括抽吸枪。

在此说明书的全部描述和权利要求中，词语“包括”和“包含”及其变体，例如“包括有”和“包括了”是指“包括但不限制于”，且并不意图(和不)排除其它的部分、增加物、部件、整体或步骤。

在此说明书的全部描述和权利要求中，除非上下文另外要求，单数涵盖复数。特别地，除非上下文另外要求，在使用不定冠词时，说明书应理解为考虑了复数以及单数。

除非不相容，结合本发明的特定方面、实施例或示例描述的特征、整体、特性、组合物、化学部分或基团应理解为可应用于这里所说明的任何其它的方面、实施例或示例。

附图说明

现在将通过参考下图进一步图示本发明，其中：

图1示出了根据本发明的设备，其中示出了在将包括衣服的污染的基质装入到设备内之前的情况；

图2图示了根据本发明的设备，其中示出了在本发明的方法的洗涤周期期间的情况；

图3描绘了根据本发明的设备，其中示出了在本发明的方法的用于去除所述固体微粒清洗材料的周期期间的情况；

图4示出了根据本发明的设备，其中示出了取出已清洗的基质期间的情况；

图5图示了使用抽吸室从基质去除剩余的固体微粒清洗材料的步骤；

图6描绘了使用抽吸枪从已清洗的基质的局部化的部分去除其它剩余的固体微粒清洗材料的情况；

图7示出了用于收集固体微粒清洗材料且将该材料返回到以可旋转的方式安装的圆筒形笼和以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒内的再循环系统；和

图8图示了漩流器在将固体微粒清洗材料从执行本发明的方法期间生成的固体废料分离中的作用。

具体实施方式

根据本发明的设备可用于清洗宽范围的基质内的任何基质，所述基质包括例如塑料材料、皮革、纸张、纸版、金属、玻璃或木材。然而，所述设备在实践中主要设计用于清洗包括纺织纤维衣服的基质，且已显示特别成功地实现了纺织纤维的有效清洗，所述纺织纤维例如可包括天然纤维例如棉，或包括人造或合成纺织纤维例如尼龙6，6、聚酯、醋酸纤维素或它们的纤维混合物。

最优选地，固体微粒清洗材料包括多个聚合物粒子。所述聚合物粒子可包括宽范围的不同聚合物中的任何聚合物。特别地，可以是聚烯烃比如例如聚乙烯和聚丙烯、聚酯和聚亚安酯。然而，优选地所述聚合物粒子包括聚酰胺粒子，更特别地包括尼龙粒子，最优选地具有尼龙碎屑或尼龙珠的形式。所述聚酰胺被发现在亲水污迹/污染的去除中特别有效，而聚烯烃特别用于油基污迹的去除。可选地，以上聚合物材料的共聚物可用于本发明的目的。

同时，在一个实施例中，本发明的方法构思了通过以基本上仅包括多种聚合物粒子而无任何另外的添加物的配制剂处理润湿的基质的处理来清洗污染的基质，可选地在其它实施例中，所使用的配制剂可另外包括至少一个清洗材料。优选地，至少一个清洗材料包括至少一种表面活化剂。优选的表面活化剂包括具有洗涤剂特性的物质。所述表面活化剂可包括阴离子表面活化剂、阳离子表面活化剂和/或非离子表面活化剂。可选地，所述至少一个清洗材料与所述聚合物粒子混合，但在优选的实施例中，所述聚合物粒子的每个被所述至少一个清洗材料涂布。

可使用多种尼龙均聚物或尼龙共聚物，包括尼龙6和尼龙6，6。优选地，尼龙包括尼龙6，6均聚物，其分子量在5000Da(Dalton，道尔顿)至30000Da的范围内，优选地在10000Da至20000Da的范围内，最优选地在15000Da至16000Da的范围内。

聚合物粒子的形状和尺寸允许良好的可流动性和与纺织纤维的密切接触。能够使用多种粒子形状，例如圆柱形、球形或长方体；能够采用合适的横截面形状，包括例如环形、哑铃形和圆形。粒子可具有平滑或不规则的表面结构，且可具有实心或空心的构造。粒子的尺寸优选地使粒子具有在5mg至50mg范围内的平均质量，更优选地具有在10mg至30mg范围内的平均质量。在最优选的碎屑的情况中，优选的平均粒子直径在1.5mm至6.0mm的范围内，更优选地在2.0mm至5.0mm的范围内，最优选地在2.5mm至4.5mm的范围内，且圆柱形碎屑的长度优选地在2.0mm至6.0mm的范围内，更优选地在3.0mm至5.0mm的范围内，最优选地在4.0mm的区域内。

在根据本发明的方法的处理之前，污染的基质通过以水湿润而被润湿，以提供对于清洗系统的另外的润滑且因此改进系统内的运输特性。因此，便于至少一个清洗材料到基质的更有效的传输，且将污染物和污迹从基质去除更容易进行。最方便的，基质可简单地通过与供水或自来水的接触而被润湿。优选地，润湿处理被执行以实现基质与水的1∶0.1至1∶5的重量百分比的比例，更优选地为基质与水的1∶0.2至1∶2的重量百分比的比例，特别有利的结果以例如1∶0.2，1∶1和1∶2的比例实现。然而，在一些情形中，能够通过基质与水的直至1∶50的比例实现成功的效果，但这样的比例考虑到生成大量流出物是不优选的。

在此水处理之外，本发明的方法的优点在于该方法的执行不存在添加的溶剂-最明显地不存在有机溶剂，且因此在安全性和环境考虑以及经济性方面而言本方法显示出优于现有技术的方法的明显优点。然而，在要求保护的方法中使用的配制剂无有机溶剂，即无此溶剂被添加到所述配制剂，将被如下理解：在聚合物粒子、基质、水或其它添加剂例如清洗材料内不可避免地存在这样的溶剂痕量，因此清洗配制剂和清洗槽可以不绝对无此溶剂是可能的。然而，这样的痕量在本发明的上下文中是不显著的，因为它们对于所主张保护的过程的有效性的不具有任何影响，也不造成后续的流出物处置问题，因此，该配制剂被视作基本上无有机溶剂。

本发明的设备和方法可用于小规模或大规模的批量处理，且可用于家用和工业清洗过程中。

在根据本发明的第二方面的方法中，固体微粒清洗材料与基质的比例基于常规干洗系统的标称“液比”，其优选比例在30∶1至0.1∶1重量比的范围内，优选地在10∶1至1∶1重量比的范围内，特别有利的结果以在5∶1至1∶1之间的重量比实现，且特别地以大约4∶1重量比实现。因此，例如为清洗5g织物，应使用20g聚合物粒子，所述聚合物粒子可选地用表面活化剂涂布。

如前所述，本发明的方法特别地应用于清洗纺织纤维。在此清洗系统中所使用的条件与应用于纺织纤维的常规干洗中的条件非常一致，且作为结果所述条件一般地由纤维的特性和污染程度来确定。因此，用于与之相关的洗涤周期的典型的过程和条件与本领域一般技术人员已熟知的过程和条件是一致的，从而根据本发明的方法将纤维一般地在例如30℃至90℃之间的温度下在根据本发明的第一方面的设备所提供的大致密封的系统内被处理20分钟至1小时之间的持续时间。

去除固体微粒材料的周期可在室温下进行，且认为最佳的结果在2分钟至30分钟之间的周期时间内实现，优选地在5分钟至15分钟之间的时间循环内实现。

在本发明的其中配制剂包括至少一个清洗材料的实施例中，优选的是聚合物粒子应被至少一种表面活化剂涂布，以实现所述表面活化剂在粒子上的更均衡分布且结果在清洗过程期间在粒子接触基质时实现表面活化剂在基质上的更均衡的分布。典型地，此涂布过程要求聚合物粒子应与0.5％至10％的，优选地1％至5％的，最优选地大约2％的所述至少一种表面活化剂混合，且结果生成的混合物在30℃至70℃之间的温度下，优选地40℃至60℃之间的温度下，最优选地在50℃的区域内被保持在15分钟至60分钟之间的保持时间，优选地在20分钟至40分钟之间，其中当处理被执行大致30分钟时得到最满意的结果。

所获得的结果与在执行纺织织物的常规水洗和干洗过程中所观察到的结果非常一致。能够观察到，通过本发明的方法所处理的纤维所获得的清洗和污迹去除的程度非常良好，其中在通常难于去除的疏水性污迹和亲水性污迹和污染方面实现了特别突出的结果。本方法也应用于对于纺织纤维在干洗过程之后的冲洗过程中、应用于织物处理中的冲刷过程以去除可能在例如纺纱和纺织的过程之后出现的灰尘、汗渍、机油和其它污染物。避免了与在常规的干洗过程中使用溶剂相伴随的在成本和环境考虑方面的缺点，而要求的水量明显低于与使用常规的水洗过程相关的水量，从而又提供了在成本和环境有益方面的显著的优点。

本发明的方法已经显示出从处理之后的已清洗的基质中去除清洗材料是特别成功的，且使用包括尼龙6，6聚合物的圆柱形尼龙碎屑的测试已表明从5分钟的周期能够实现99.95％的尼龙珠去除效率。

另外，已显示聚合物粒子的再利用是可以的，且粒子能够令人满意地在清洗过程中再利用，虽然总体上观察到粒子在三次使用之后出现性能上的一些劣化。当再利用粒子时，当使用在再利用之前被再涂布的、用所述至少一个涂布材料涂布的粒子时观察到优化效果。

参考为此提供的附图，在图1中可见根据本发明的设备1包括外壳2和包括窗4的门3，且在外壳内容纳了以可旋转的方式安装的圆筒形笼5，所述笼5具有穿孔6。当门3处于打开位置时，衣服7可放置在以可旋转的方式安装的圆筒形笼5内。

图2提供了设备1在洗涤周期期间的图示，其中衣服7处在以可旋转的方式安装的圆筒形笼5内，所述笼5在箭头A所示的方向上旋转，其中以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒8在箭头B所示的相同的方向上旋转。尼龙碎屑9也处在以可旋转的方式安装的圆筒形笼5内且通过所述笼5的底部中的穿孔6跌落通过储存器挡板10之间的下部间隙而落入到以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒8内，然后借助于循环桨11通过滚筒8的旋转而被载运到以可旋转的方式安装的圆筒形笼5的顶侧，由此经由储存器挡板10之间的上部间隙再次进入所述笼，以再次参与到洗涤周期中。静止的圆筒形滚筒(未示出)的直径大于所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼5的直径和所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒8的直径，且围绕所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒同心地设置。

在图3中示出了碎屑去除周期，其中碎屑9在沿箭头A的方向旋转的以可旋转的方式安装的圆筒形笼5内，且通过笼5的底部内的穿孔6跌落通过储存器挡板10之间的间隙进入到以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒8内。滚筒8在与笼5的旋转方向相反的箭头C的方向上渐增移动，因此使得碎屑9在滚筒8和储存器挡板10之间的空间内被保持在循环桨11之间。

在洗涤周期和碎屑去除周期结束时，如在图4中示出，门3可被打开以允许取出衣服7。同时，整合有保持有衣服7但允许碎屑落到室的底部的衣服网13的抽吸室12也被打开，以便于去除附着到衣服7的剩余的碎屑。

如从图5中可见，衣服7可被摇动以使剩余的碎屑9借助于所述施加的抽吸脱离且被收集在抽吸室12中。

图6图示了包括头部件14和柔性管15抽吸枪在从衬衫口袋16内去除剩余的清洗碎屑中的使用。

转到图7，图示了包括管道17、管道18、管道19、漩流器20、过滤器21和排放管22的再循环系统。由此，在操作中尼龙碎屑被收集在抽吸室12内且通过管道17被输送到漩流器20，其中棉绒和其它更轻的固体微粒材料被分离且通过管道18、过滤器21和排放管22离开系统，而更重的尼龙碎屑通过管道19下落且因此返回到以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒8。

最后，在图8中可见漩流器20的作用，其中尼龙碎屑和其它更轻的固体微粒材料的混合物通过管道17进入漩流器且通过漩流器的作用被分离，使得更轻的材料23通过管道18离开，而更重的尼龙碎屑9通过管道19下落。

现在将参考如下的示例来例示本发明的方法，而不以任何方式限定本发明的范围。

示例

进行实验以确定使用根据本发明的设备和方法的清洗效率。

示例1

聚合物粒子包括圆柱形尼龙碎屑，所述尼龙碎屑包含分子量在15000Da至16000Da的区间内、具有长4mm且直径为2mm至3mm的平均尺寸、且平均粒子重量为30mg至40mg的尼龙6，6聚合物。

待清洗的织物包括污染且带有污迹的尼龙6，6纤维，且润湿的染色纤维被装入根据本发明的容纳了75g(空气干燥质量)的聚合物粒子的设备内。温度升高到40℃且维持在40℃下10分钟，然后以每分钟2℃的速度增加到70℃，且然后维持在70℃下20分钟以完成洗涤周期，在此时间之后执行去除尼龙碎屑循环5分钟，然后将织物从设备取出、冲洗且烘干。完整的污染和污迹去除得以实现，且织物被发现无残余尼龙碎屑。

示例2

待清洗的织物包括污染的布，该污染的布是被亲亲水输送介质中的咖啡污染的丝光处理的棉布。将此预污染的织物样本放置在根据本发明的容纳了75g(空气干燥质量)的聚合物粒子的设备内，所述聚合物粒子包括具有长为4mm且直径为4mm的平均尺寸的尼龙6，6聚合物的圆柱形碎屑。预污染的织物样本在清洗前以自来水润湿，以得到基质与水的1∶1的比例。设备在30分钟的洗涤周期中操作到最高温度70℃，且在循环结束时带有冷却阶段，然后执行去除尼龙碎屑的周期5分钟。一旦此时间完成，则将已清洗的织物从设备取出且烘干平整。在清洗过程之后，布的污染程度非常显著地降低。

示例3

待清洗的织物包括被亲水输送介质中的城市道路灰尘污染的丝光处理的棉布的污染布。将此预污染的织物样本放置在根据本发明的容纳了75g(空气干燥质量)的聚合物粒子的设备内，所述聚合物粒子包括具有长为4mm且直径为4mm的平均尺寸的尼龙6，6聚合物的圆柱形碎屑。预污染的织物样本在清洗前以自来水润湿，以得到基质与水的1∶2的比例。设备在30分钟的洗涤周期中操作到最高温度70℃，且在循环结束时带有冷却阶段，然后执行去除尼龙碎屑的周期5分钟。一旦此时间完成，则将已清洗的织物从设备取出且烘干平整。在清洗过程之后，观察到灰尘粒子的显著的减少。

示例4

待清洗的织物包括污染的布(带有咖啡、泥土、鞋油、圆珠笔、口红、调味蕃茄酱和草污迹的棉布和聚酯)。每个预污染的织物样本被放置在根据本发明的容纳了75g(空气干燥质量)的聚合物粒子(包括具有长度为4mm且直径为4mm的平均尺寸的尼龙6，6聚合物的圆柱形碎屑)的设备内。每个预污染的织物样本在清洗前以供水或自来水润湿，以得到基质与水的1∶1的比例。设备在30分钟的洗涤周期中操作到最高温度70℃，在循环结束时带有冷却阶段，然后执行去除尼龙碎屑的周期5分钟。一旦此时间完成，则将已清洗的织物从设备取出且烘干平整。在每个情况中，织物的污迹程度显著地降低。

示例5

待清洗的织物包括污染的布(被亲水输送介质中的城市道路灰尘污染的棉布)。将此预污染的织物样本放置在根据本发明的容纳了75g(空气干燥质量)的聚合物粒子(包括具有长度为4mm且直径为4mm的平均尺寸的尼龙6，6聚合物的圆柱形碎屑)的设备内。预污染的织物样本在清洗前以供水或自来水润湿，以得到基质与水的1∶2的比例。设备在30分钟的洗涤周期中操作到最高温度70℃，在循环结束时带有冷却阶段，然后执行去除尼龙碎屑的周期5分钟。一旦此时间完成，则将已清洗的织物从设备取出且烘干平整。通过测量织物在清洗之前和之后的颜色强度值的改变，去除的量非常显著。

示例6

待清洗的织物包括大的污染的布(以鞋油、泥土、咖啡和调味蕃茄酱污染的棉布)。将此预污染的织物样本放置在根据本发明的带有500g(空气干燥质量)的聚合物粒子(包括具有长度为4mm且直径为4mm的平均尺寸的尼龙6，6聚合物的圆柱形碎屑)的设备内。预污染的织物样本在清洗前以供水或自来水润湿，以得到基质与水的1∶0.2的比例。设备在30分钟的洗涤周期中操作到最高温度70℃，在循环结束时带有冷却阶段，然后执行去除尼龙碎屑的周期5分钟。一旦此时间完成，则将已清洗的织物从设备取出且烘干平整。织物的污迹程度显著地降低。

示例7

待冲洗的织物包括原坯棉布。将此原坯棉布样本放置在根据本发明的带有75g(空气干燥质量)的聚合物粒子(包括具有长度为4mm且直径为4mm的平均尺寸的尼龙6，6聚合物的圆柱形碎屑)的设备内。原坯布样本在清洗前以供水或自来水润湿，以得到基质与水的1∶2的比例。设备在30分钟的洗涤周期中操作到最高温度70℃，在循环结束时带有冷却阶段，然后执行去除尼龙碎屑的周期5分钟。一旦此时间完成，则将已清洗的织物从设备取出且烘干平整。在常规冲洗的织物与使用新颖过程清洗的织物之间的颜色差异通过织物之间的颜色强度的改变示出，所述颜色差异非常明显。

示例8

执行了另外的实验以确定在使用所述清洗材料处理之后从基质去除清洗材料的效率。测试使用聚酯/棉衬衫执行，这是由于清洗材料潜在地保持在缝隙和衣袋内的原因，这些衬衫提供了比布更多的测试基质。

实验A

将聚酯/棉衬衫以供水或自来水润湿以得到基质与水的1∶2的比例，将此衬衫装入根据本发明的包含75g(空气干燥质量)的聚合物粒子(包括具有长度为4mm且直径为4mm的平均尺寸的尼龙6，6聚合物的圆柱形碎屑)的设备内。设备在洗涤周期操作2分钟以保证衬衫完全被碎屑覆盖。在该周期期间，内部以可旋转的方式安装的圆筒形笼和外部以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒两者一起旋转，从而导致衬衫和碎屑完全混合。仍附着有碎屑的衬衫被仔细地从机器内取出且整体称重。然后从所记录的重量中减去衬衫质量以得到碎屑的质量，然后将此碎屑的质量转换为示出碎屑的大致数量的数值。

实验B

将聚酯/棉衬衫以供水或自来水润湿以得到基质与水的1∶2的比例，将此衬衫装入根据本发明的包含75g(空气干燥质量)的聚合物粒子(包括具有长度为4mm且直径为4mm的平均尺寸的尼龙6，6聚合物的圆柱形碎屑)的设备内。设备以洗涤周期操作2分钟以保证衬衫完全被碎屑覆盖。在该周期期间，内部以可旋转的方式安装的圆筒形笼和外部以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒两者一起旋转，从而导致衬衫和碎屑的完全混合。然后操作去除尼龙碎屑的周期3分钟和5分钟。在这些周期的过程中，外部以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒保持静止，而包含了衬衫的内部以可旋转的方式安装的圆筒形笼以频繁地改变方向的方式旋转。将衬衫仔细地从机器取出而无摇动，碎屑被去除和计数。另外，也计数衬衫衣袋内的碎屑的数量。

这些测试的结果在表4、表5和表6中给出。

表4在两分钟洗涤周期后附着到衬衫的碎屑的数量

测试	珠的数量
		1	29000
2	23000
		3	27000
4	37000
		5	33000
平均值	29800

表5在两分钟洗涤周期和三分钟的碎屑去除周期后附着到衬衫的碎屑的数量

测试	珠的数量	衣袋内的珠的数量
			1	247	1
2	269	0
			3	112	0
4	167	0
			5	133	0
平均值	186	0

表6在两分钟洗涤周期和五分钟的碎屑去除周期后附着到衬衫的碎屑的数量

测试	珠的数量
		1	6
2	11
		3	3
4	38
		5	17
平均值	15

从以上数据可计算出在洗涤周期结束和碎屑去除周期结束之间从衬衫去除碎屑的百分比。用于计算的值是在两分钟洗涤之后的珠的平均数量和在碎屑去除周期之后剩余的珠的平均数量，所述值由如下公式计算：

剩余百分比＝(洗涤后的珠的数量-分离后的珠的数量)/分离后的珠的数量×100％

使用此公式，计算出通过三分钟碎屑去除周期实现的去除百分比为99.38％，而通过五分钟碎屑去除周期实现的去除百分比为99.95％。

根据进一步的观察显示，碎屑去除的大部分发生在循环的前几秒内，同时延长的翻滚提高了效率，而将循环延长超过五分钟对于效率提高几乎没有作用。本发明实现了令人满意的性能水平，且具有甚至从衬衫口袋的良好的移除。

Claims (16)

1.一种用于清洗污染的基质的设备，所述设备包括外壳，所述外壳包含了同心地设置在以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒内的以可旋转的方式安装的圆筒形笼，所述滚筒具有比所述笼大的直径，其中所述笼和所述滚筒同心地设置在具有比所述以可旋转的方式安装的滚筒大的直径的静止圆筒形滚筒内，其中所述外壳包括进入装置，从而允许进入所述圆筒形笼的内部，并且其中所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼和所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒适于独立旋转,其中所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼包括在所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼的圆筒形侧壁中的多个穿孔，由此允许流体和固体微粒清洗材料的流入和流出，以及所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒包括在所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒的圆筒形侧壁中的多个穿孔，由此允许流体的流入和流出，但防止固体微粒清洗材料的流入或流出。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述进入装置可被关闭以提供大致密封的系统。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述静止的圆筒形滚筒、所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼和以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒水平地安装在所述外壳内。

4.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼具有50升至500升的范围内的容积。

5.根据权利要求1或2所述的设备，其中通过使用驱动装置实现所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼和所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒的旋转。

6.根据权利要求5所述的设备，其中通过控制装置实现所述驱动装置的操作。

7.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒包括循环装置以促进所述固体微粒清洗材料的有效循环。

8.根据权利要求7所述的设备，其中所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒的圆筒形侧壁的内表面包括间隔开的多个循环桨以用作所述循环装置。

9.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述设备另外包括分离装置，所述分离装置包括多个储存器挡板，所述多个储存器挡板固定地安装在所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼的圆筒形壁和所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒的圆筒形壁之间。

10.根据权利要求1或2所述的设备，包括抽吸装置，以在清洗操作结束时促进从已清洁的基质有效地去除残余的固体微粒清洗材料。

11.根据权利要求10所述的设备，另外包括再循环装置，所述再循环装置适于促进所述固体微粒清洗材料从所述抽吸装置再循环到所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒。

12.根据权利要求11所述的设备，其中所述再循环装置包括将所述抽吸装置和所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒连接的管道，所述管道包括分离装置和净化装置，并且所述分离装置包括漩流器，并且所述净化装置包括过滤器。

13.一种用于清洗污染的基质的方法，所述方法包括以包括固体微粒清洗材料的配制剂处理润湿的基质，所述配制剂无有机溶剂，其中在根据任何前述权利要求所述的设备中执行所述方法。

14.一种用于清洗污染的基质的方法，所述方法包括如下步骤：

(a)将至少一个污染的基质经由进入装置装载到根据权利要求1至13中任一项所述的设备中，所述设备包含位于所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼和所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒中的至少一个中的固体微粒清洗材料；

(b)关闭所述进入装置，以提供大致密封的系统；

(c)使所述设备操作第一周期，其中使得所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼和所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒在相同的方向上旋转，其中所述第一周期包括洗涤周期；

(d)使所述设备操作第二周期，其中所述以可旋转的方式安装的圆筒形笼持续在所述相同的方向上旋转，但(i)使得所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒最初停止旋转且(ii)随后所述以可旋转的方式安装的圆筒形滚筒进行在与所述笼相反的方向上的渐增移动，由此使所述固体微粒清洗材料保持在相继的储存器挡板对之间，直至已经完成从所述笼去除所述材料，其中所述第二周期包括用于从所述至少一个基质去除所述固体微粒清洗材料的周期；

(e)从所述设备去除已清洗的至少一个基质；和

(f)去除任何剩余的固体微粒清洗材料。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述至少一个污染的基质包括至少一个纺织纤维衣服，并且所述固体微粒清洗材料包括多个聚合物粒子。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述固体微粒清洗材料进一步包括至少一种清洗材料，并且在开始清洗操作之前通过用水湿润而润湿所述污染的基质。

Images